磷酸铵镁法与沸石组合的脱氮研究

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1、磷酸铵镁法与沸石吸附组合工艺的脱氮除磷实验研究发布时间：2010-12-2911:22:39  中国污水处理工程网摘要：以高浓度氮磷模拟废水为处理对象，通过静态实验研究了MAP法(磷酸铵镁法)与沸石吸附组合工艺的脱氮除磷效果。以MAP法除磷脱氮后的出水作为沸石吸附过程的进水，最终出水的氮、磷去除率可达86．69％和99．9％，且在MAP反应过程中采取较高的pH值和Mg浓度有利于后期沸石对氮、磷的吸附去除。关键词：MAP法；天然沸石；吸附；去除氮磷；影响因素1引言随着工农业生产规模迅速扩大，人口不断增长，人们生产生活排放出含有大量氮、磷的生活污水

2、和工业废水，使水中营养物质富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖、水体溶解氧量下降，鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化。要从根本上保证水质，需采取一定的水源保护和水处理措施。目前含氮磷废水的处理方法有很多，但均有不同的缺点，尤其对于含高浓度氨氮和磷酸盐的废水，一般的生化方法处理效果不够理想，而常规的化学沉淀法除磷又会产生大量难以处理的污泥。20世纪60年代以来，人们开始研究应用磷酸铵镁(MgnesiumAmmoniumPhosphate，MAP)沉淀法去除和回收废水中的氮磷。反应生成的磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)，是一种很好的缓释化肥，国

3、外已将其推向化肥市场。但此法仍有不足之处，袁鹏等的实验结果表明，当磷的去除率高达90％以上时，氨氮的去除率仅为13％，达不到两者同时高效去除的目的。沸石是一种呈骨架状结构的多孔性、含水的铝酸盐晶体，能够吸附和截留特定形状和大小的分子H，对氨氮的吸附有很好的效果。朱克银和曹亮用天然斜发沸石处理含氨氮废水，氨氮平均去除率为85％；王浩等、张美兰等也在这方面做了研究。在本次试验中，拟利用MAP法与沸石吸附相结合的组合工艺，达到同时去除氮磷的效果。但在MAP法与沸石吸附串联反应的过程中，MAP法需要在pH值为9．5～11．0的碱性条件下进行，并且要投加

4、过量的镁盐才能保证磷的高效去除，而溶液中较高的pH值和残留的M必将对后期的沸石吸附反应造成影响。本文将研究各种影响因素对该组合工艺的影响，包括：pH值、沸石用量、粒径、吸附反应时间及镁盐含量等因素。旨在研究该组合工艺的可行性以及对氮磷的去除规律，为MAP法和沸石吸附组合工艺的形式提供理论依据和技术支持。2实验部分2．1模拟废水的配置称取0．2636g磷酸二氢钾(KHPO4)和2．0713g氯化铵(NHC1)溶于1L去离子水中配制模拟废水。该模拟废水中磷的质量浓度(以P计)为60．Omg／L，氨氮的质量浓度(以N计)为542．Omg／L(模拟郑州

5、某污水厂污泥脱水上清液)，氮与磷的摩尔比为20：1。实验中所用药剂均为分析纯。2．2实验过程2．2．1天然斜发沸石吸附氮磷室温条件下在六连搅拌器上进行分组烧杯试验，转速定为150r／min。本试验全过程使用的均为浙江缙云的天然斜发沸石。配制1L模拟沸水，向6个l50ml的小烧杯中分别加入100mL的模拟废水。第一组试验：选用180～200目粒径的沸石，向每个小烧杯中加入6g，分别搅拌20～120min，在每个样品静沉2h后抽滤，测定出水中的氮磷浓度，得出最佳反应时问。第二组试验：选用120～200目(粒径0．076～0．125ram)的沸石，分

6、别将一定量的沸石加入到5个盛有模拟废水的小烧杯中，搅拌一定时间后(该时间由最佳反应时间确定)，测出水中的氮磷浓度，得出最佳反应粒径。第三组实验：选用最佳粒径的沸石，分别向烧杯中加入6～16g，测出水中的氮磷浓度，得出最佳投加量。2．2．2MAP法与沸石吸附组合工艺去除氮磷配制1L模拟废水，依照Mg：P(摩尔比)=1．5：1，pH=10．0的最佳反应条件，向盛有模拟废水的烧杯中加入0．3272g硫酸镁(MgSO)，用NaOH溶液将pH值调至10．0。在150r／min转速下搅拌20rain，在此期间，保证pH值恒定在10．0。反应结束后，静沉，抽

7、滤，测出水的氮磷浓度。以MAP法的出水作为沸石吸附法的进水，在最佳反应时间、最佳粒径、最佳用量的条件下反应，测出最终出水的氮磷浓度，考察该组合工艺的可行性。随后，改变MAP反应后出水的pH值和MAP反应中镁盐的投加量，研究其对后期沸石吸附的影响，测量最终出水的氮磷浓度，得出该组合工艺对氮磷的去除规律。2．3分析方法水样处理：实验中，测氮磷浓度前所取水样迅速用0．45m的滤膜过滤。水样分析：按照中国环境科学出版社出版的第四版((水和废水监测分析方法》进行。氨氮的测定采用钠氏试剂分光光度法；正磷酸盐的测定采用钼锑抗分光光度法。3结果与讨论3．1沸石

8、吸附去除氦磷的实验结果3．1．1反应时间对氮磷去除效果的影响不同的接触时间直接影响天然沸石对氮磷的去除效率。从图1可以看出：沸石除氮磷是一个比较迅速的